پروتكل مسیریابی AMRoute در شبکه های ادهاک موبایل

پروتكل مسیریابی AMRoute در شبکه های ادهاک موبایل

پروتكل مسیریابی AMRoute یا Adhoc multicast routing protocols از پروتکل های مسیریابی شبکه های ادهاک می باشد که جزء پروتکل های مسیریابی چند پخشی می باشد.

عملکرد پروتكل مسیریابی AMRoute

از فرضیات استفاده شده در پروتكل مسیریابی AMRoute وجود الگوریتم مسیریابی تک پخشی می باشد که از ارتباط IP بین همسایه ها در درخت مسیریابی استفاده می کند. مسیرهای واقعی که یک ارتباط دو طرفه بین دو گروه برقرار می کنند ممکن است در واقعیت یکی نباشد، همچنین لازم نیست تمام گره های شبکه پروتوکل AMRoute را پشتیبانی کنند و همچنین وجود مسیریاب های چند پخشی نیز الزامی نیست. در این الگوریتم هم گیرنده و هم فرستنده لازم است در درخت چند پخشی وارد شوند، که این درخت به میزان کمی با مدل چند پخشی معمولی متفاوت است. حداقل یکی از اعضای گروه چند پخشی باید الگوریتم AMRoute را پشتیبانی کنند ولی در حالت ایده‌آل بهتر است، تمام گره‌ها پروتکل AMRoute را پشتیبانی ‌کنند.

پروتكل مسیریابی AMRoute برای هر گروه چند پخشی یک درخت توزیع به وسیله تونل های تک‌ پخشی می سازد. پروتوکل دارای دو قسمت کلیدی است، ساختن مش و ساختن درخت. در پروتکل AMRoute برای هر گروه حداقل یک هسته منطقی وجود دارد. که این هسته برای ساختن مش و درخت و کنترل سیگنالینگ استفاده می شود. هسته ها با سیگنالینگ بین خودشان ماندن یا نماندن خود را تعیین می‌کنند.

همچنین منظور از یک مش در پروتکل AMRoute گرافی است که هر عضو گروه یک گره از آن را تشکیل می‌دهد و هر بال‌ گراف یک تونل دوطرفه تک‌ پخشی است. بعد از ساخته شدن هسته، هسته می تواند به صورت دینامیکی بر اساس عضویت گروه در شبکه حرکت کند. یکی از معایب استفاده از درخت چند پخشی در این الگوریتم کاهش بازدهی است زیرا مسیریاب هایی که عضو این گروه نیستند نمی‌توانند در ارسال داده دخالت داشته باشند که در نتیجه آن تأخیر افزایش و پهنای باند شبکه کاهش می یابد.  هنگامی که مش در حال ارتباط، خود را برای تمام اعضاء پایدار می‌کند، یک درخت برای ارسال داده لازم است.

بدست آوردن یک مش ساده‌تر از یک درخت است، زیرا به عنوان مثال هنگامی که مش های اضافی در کنار هم تشکیل شوند، پایداری ارتباط را زیادتر می کنند، ولی چند درخت که هنوز با هم هماهنگ نشده‌اند، در کنار هم می توانند یک حلقه را ایجاد کنند که این سبب ناپایداری می شود. یک مکانیزم جستجو با استفاده از یک حلقه گسترده، به اعضاء اجازه می دهد که یکدیگر را کشف کنند. همه هسته ها به صورت متناوب یک پیام درخواست ارتباط JOIN REQ را همه‌ پخشی می کنند. هر یک از اعضاء با دریافت این پیام خود را به هسته می شناساند، که در نتیجه آن یک تونل دوطرفه بین هسته و گره مربوطه برقرار می شود. هنگامی که یکی از اعضاء بخواهد گره را ترک کند یک پیام JOIN-NAK می فرستد.

اگر این گره پیام دیگری از این گروه دریافت کرد پیام JOIN-NAK دیگری را می فرستد. هنگامی که تعداد ارتباط های یک گره از حد مشخص تجاوز کند، آن گره باید یکی از مسیرهای خود را قطع کند. به هر مسیر وزنی داده می شود که متناسب با فاصله بین آن گره تا همسایگانش است. برای دست‌یابی به مش های بهینه به هنگام حرکت اعضاء یک روند بازسازی مش متناوب نیاز است. برای ساختن درخت هسته یک پیام متناوب TREE-CREATE در تمام شاخه های مش می فرستد. پریود فرستادن این پیام به اندازه مش و حرکت گره های مش بستگی دارد. هنگامی که یک گره پیام TREE-CREATE را به صورت غیر تکراری دریافت کند، آنرا به تمام گره های مش ارسال می‌کند و در آن تمام مسیرهای ورودی و خروجی خود را به عنوان شاخه های درخت قرار می دهد.

در این الگوریتم پایداری و پهنای باند با هم مصالحه دارند. هنگامی که یکی از گره‌ها داده‌ای را از یکی از شاخه های درخت دریافت‌ می‌کند، آنرا به تمام شاخه‌های دیگر درخت ارسال می‌کند. اگر گره‌ای داده‌ای را از یک شاخه غیر درخت دریافت کند، یک پیام TREE-CREATE-NAK را در آن شاخه ارسال می کند که به معنی حذف آن شاخه است.

در این الگوریتم هر عضو گروه دو دسته جدول را درخود دارد. جدول اول شامل همسایگانی است که عضو مش هستند و دسته دوم همسایگانی که عضو درخت چند پخشی همچنین هر عضو تعداد پرش تا هر شاخه مش را در خود نگه می دارد. با فرض اینکه بین تمام گره ها یک مسیر توسط شاخه های مش وجود دارد درخت چند پخشی نیازی به تغییر در هنگام تغییرات شبکه ندارد. که این سبب پایداری و کم شدن سیگنالینگ می شود. که گره هایی که عضو گروه نیستند نیازی به بازپاسخ به سیگنالینگ های پروتوکل IP چند پخشی ندارند. در پروتکل AMRoute از درختهای اشتراکی استفاده می شود بدین معنی که برای هر گروه یک درخت استفاده می شود. پروتکل AMRoute از تونل های تک‌‌ پخشی بین همسایگان در یک درخت استفاده می کند که این خود نیاز گره ها به پشتیبانی الگوریتم چند پخشی را مرتفع می سازد.

استفاده از درخت چند پخشی سبب کاهش بازدهی می شود، زیرا مسیریاب های غیر عضو نمی توانند داده های گروه را ارسال کنند. همچنین در این الگوریتم تأخیر غالباً زیاد می شود ، با بیشتر شدن حرکت شبکه پیدا کردن یک مسیر بهینه سخت‌تر می شود و نیاز به سیگنالینگ بیشتری دارد.

مزایای پروتكل مسیریابی AMRoute

1. پایداری و کم شدن سیگنالینگ
2. نیاز نبودن باز پاسخ به سیگنالینگ های پروتکل IP چند پخشی ندارد

معایب پروتكل مسیریابی AMRoute

1. کاهش بازدهی
2. تاخیر زیاد